矿井煤炭资源开发与管理保护

本文以晋华宫矿在煤炭开采实践中的经验做法为背景，提出了一些矿井在煤炭资源开发与管理保护方面的手段和方法。     

单轨吊巷道顶板深梁支护结构的构建及应用

针对单轨吊作用下区段平巷顶板控制难题,提出将巷道顶板视为深梁进行稳定性分析,并采用密集布置的高预应力锚索和强力锚杆支护系统构建顶板锚固复合深梁承载结构。采用FALC3D数值模拟软件研究了余吾矿S1203回风巷实际支护参数条件下的顶板预应力场分布特征,揭示了单轨吊巷道顶板的成梁机制,得出S1203回风巷顶板深梁厚度为6 m。通过对S1203回风巷顶板进行受力分析,建立了单轨吊作用下巷道顶板锚固复合深梁承载结构的力学模型,根据应力叠加准则,推导出深梁内部最大剪应力分布表达式,据此结合Matlab数值分析软件得出顶板深梁最大剪应力分布随单轨吊载荷变化的响应规律,阐明了单轨吊作用下巷道顶板的稳定性控制机理。根据S1203回风巷的矿压观测结果,单轨吊作用前后巷道顶板均未出现离层现象,顶板最大下沉量及两帮收敛量不变,分别为72,48 mm,表明巷道顶板深梁支护结构的构建有效实现了单轨吊作用下巷道顶板的控制。     

基于正交试验的水泥-全尾砂料浆沉降特性试验

尾矿固结排放工艺已成为我国尾矿处理的新的技术途径。以安徽某铁矿水泥-全尾砂料浆为试验材料,采用正交试验方案和极差分析方法,对比研究了不同质量浓度、灰砂比和胶凝材料对料浆沉降特性的影响。结果表明：在质量浓度、灰砂比和胶凝材料3个影响因素中,影响顺序为质量浓度>胶凝材料>灰砂比,即质量浓度对料浆沉降特性的影响比较显著;浓度为78%、灰砂比为8%、胶凝材料为TC-Ⅱ时,水泥-全尾砂料浆的沉降量最小、沉降速度最慢;最终推荐料浆配比为浓度75%~78%,灰砂比8%,胶凝材料为TC-Ⅱ。     

梯形载荷煤柱底板偏应力分布规律与工程案例

建立梯形载荷作用下底板偏应力分布的力学模型，推导出煤柱底板最大主偏应力公式， 并得出不同载荷跨度与不对称系数等因素下的底板偏应力场响应特征。结果表明:①随着载荷 跨度减小，底板偏应力值整体呈减小趋势，两侧底板区域的高偏应力集中区不对称程度减弱，且 最终会出现汇合，形成一个连续的“苹果”形高偏应力区。②当１＜λ≤４时，呈现出与载荷高低相 一致的不对称马鞍型分布；随着λ值增加，不对称性加剧，高载荷侧极大值增长速率明显高于低 载荷侧；极小值呈线性增长，且其位置向低载荷侧转移。③载荷跨度为３ ５ｍ时，随着深度增加， 偏应力非对称性趋势变缓，而在底板一定范围内存在一个较为明显的低偏应力区，可作为巷道布 置的较理想区域。结合新阳矿地质生产条件和力学分析结果，将新１０ ２材料巷布置在 ｘ＝１５ｍ 处，确定了高预应力强力锚杆（索）支护方案，进行了现场试验，取得了良好的控制效果，为近距 离下部煤层巷道布置和围岩控制提供了理论依据和技术借鉴。